Магнитоэлектрический динамометр

(51)4 Г 01 1 1/08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) МАГНИТОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР, содержащий чувствительныйэлемент на упругом Подвесе, магнитоэлектрический силовой компенсаторс подвижной катушкой, на которой размещены обмотки отрицательной жесткости и силовой компенсации, емкостный датчик перемещения, включенныйв электрическую схему уравновешивания, состоящую из модулятора, усилителя, соединенного с фазочувствительным вольтметРом, синхронизированнымгенератором импульсов, и стабилизатор тока, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения верхнего предела измерения и исключенияпогрешности силового компенсатораот нестабильности магнитной индукции,в него введен второй модулятор,управляющий вход которого соединен с 19йвыходо 4 генератора импульсов, приэтом обмотка отрицательной жесткостичерез второй модулятор подключенак стабилизатору тока.Ф1 1 182Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти широкое применение дляточных измерений усилий, массы, плотности, веса различных тел в широкомдиапазоне,Цель изобретения - увеличениеверхнего предела измерения и исклю"чение погрешнссти силового компенсатора от нестабильности магнитной 1 Оиндукции.На чертеже приведена конструкциядинамометра (а) и его структурнаясхема (б)Устройство состоит из катушки силовой компенсации 1, катушки с двумя обмотками отрицательной жесткости 2, упругого подвеса 3, магнитнойсистемы 4, магнитопровода 5, жесткосоединенной пластины 6 и неподвижной пластины 7 емкостного датчика,источника стабильного тока 8, первого 9 и второго 10 модуляторов генератора импульсов 11, усилителя 12 ифазочувствительного вольтметра 13. 25Измеряемое усилиевоздействуетна чувствительный элемент динамометра - подвижную часть, содержащуюна общем каркасе катушку силовойкомпенсации 1 с двумя обмотками отри цательной жесткости 2 по краям. Подвижная часть закреплена с основаниемс помощью упругого подвеса 3. Катушка силовой компенсации 1 расположена в рабочем зазоре магнитной системы с постоянным магнитом 4 и магнитопроводом 5. С подвижной частью жестко соединены пластина 6 емкостнсгодатчика перемещения, неподвижныйэлектрод 7 которого закреплен на ма- Огнитопроводе 5. Обмотки отрицательной жесткости соединены с источником 8 стабильного тока через модулятор 10. Модуляторы 9 и 10 в токовойцепи катушки силовой компенсацииуправляются синхронно от генератора11. Разность напряжений в обоих полупериодах модуляцииТ/2 усиливаетсяусилителем 12 и выпрямляется фазочувствительным вольтметром 13. Динамометр работает следующим образом,Генератор 11 формирует симметричные прямоугольные импульсы модуляции 55 с длительностью Т .В течение полупериодаТ/ямодуляции модуляторы 9 и 10, например, ра 285 зомкнуты, а в течение второго полу- периода замкнуты. Тогда в первом полупериоде на чувствительный элемент динамометра воздействует только измеряемое усилие Гх , а жесткость упругого подвеса определяется только механической жесткостью С . Под действием усилия упругий подвес 3 дефор- мируется и подвижная часть перемещается на Гх величину Х 1, Перемещение Х; преобразуется емкостным датчиком 7 в электрический сигнал 0 поступающий на вход разностного звена. Во втором полупериоде модулято" ры 9 и 10 замкнуты, и на чувстительйый элемент воздействует усилие Г-К где 1 к =В 1, 1 - усилие цепи обратной связи магнитоэлектрического силового компенсатора с длиной витков 14 катушки 1, расположенной в зазоре с индукцией В 0, Результирующая жесткость упругого продвеса С 0 - й С, где0АС =:величина отрицатель оо ной жесткости, создаваемая катушками 2 с длиной витков "с , током 10 при градиенте магнитной индукции Вгад В= = 6/ (3 - ширина зазора) .Под действием усилия Гх - Рк подвижная часть перемещается на расстояниекг = с. Перемещение Х преоб( ((Г - =( -х С,х к 1 С,-ьЕЕ, ,с,8,Г .- - Ехк 5 О Иэ выражения измеряемой силы видимР что она в -10 раз больше, компенсирующего усилия. С другой стороны,отрицательная жесткость про юрциональна магнитной индукции в зазоре, а изразуется емкостным датчиком в электрический сигнал 0 , который вычитается с сигналом Ц, и разность А Ц ==ц -Бусиливается усилителем 12,выпрямляется вольтметром 13 и ток 3 кпоступает в катушку 1 силового компенсатора, создавая усилие Гк, снижающее значение разности сигналов ЬЦ==Б -Ц до малых величин в автокомпенсационной следящей системе. Придостаточно большом значении коэ 66 ициента преобразования системы 1 Я 10с достаточной точностью можно считать Ь ц а 0 и уравнение преобразованиясистемы запишется в видез 1182285 4мсряемое усилие также пропорциональ- образом, в динамометре исключается но величине магнитной индукции В и, основной источник погрешности силовокак видим, измеряемое усилие не эа- го комгенсатора, обусловленный нестависит от магнитной индукции. Таким бильностью магнитной индукции. Составитель А.ПаТехред А.Бабинец Редакор В.Ковтун Корректор, М.Демч ка лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектяа 92/36 Тираж 896 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени 13035, Москва, Ж, Р ПодписноеСССРй